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1、化纖工藝學(xué)材料學(xué)院方顯力化纖工藝學(xué)第一章總論化纖工藝學(xué)一、纖維的定義:纖維(Fiber)一般認(rèn)為,纖維是一種細(xì)長(zhǎng)形狀的物體,其長(zhǎng)度與直徑之比至少為10:1,其截面積小于0.05mm2。對(duì)于供紡織應(yīng)用的纖維,其長(zhǎng)度與直徑之比一般大于1000:1。二、化學(xué)纖維的一般名稱:1、長(zhǎng)絲(Continuousfilament)長(zhǎng)度(一般以千米計(jì))很長(zhǎng)的單根或多根連續(xù)的化學(xué)纖維絲條,包括單絲(Monofils)和復(fù)絲(Multi-filament)。第一節(jié)纖維的基本概念化纖工藝學(xué)2、絲束(Tow)絲束是由幾萬(wàn)根直到百萬(wàn)根單絲匯成一束,用來(lái)切斷成短纖維,或經(jīng)牽切而制成條子
2、(Top),后者又稱做牽切纖維(相當(dāng)于棉紡上的粗紗條子)。3、短纖維(Staplefiber)化學(xué)纖維絲束經(jīng)切斷而成的一定規(guī)格長(zhǎng)度的短段纖維,通常稱為“短纖維”或“切斷纖維”(Cutfiber)。根據(jù)切斷長(zhǎng)度的不同,短纖維可分為棉型、毛型、中長(zhǎng)型短纖維。棉型短纖維:長(zhǎng)度為25-38mm,纖維較細(xì),類似棉花。主要用于與棉混紡,如:棉型聚酯短纖維(滌綸)與棉混紡,得到織物為“滌棉”織物?;w工藝學(xué)毛型短纖維:長(zhǎng)度為70-150mm,纖維較粗,類似羊毛,與羊毛混紡,得到的織物稱為“毛滌”織物。中長(zhǎng)纖維:介于棉型和毛型之間,主要用于織造中長(zhǎng)纖維織物。4、牽切纖維(
3、Strech-brokentow)化學(xué)纖維絲束經(jīng)拉伸縱向斷裂而成的長(zhǎng)度不相等的短纖維,也稱不等長(zhǎng)短纖維化纖工藝學(xué)紡織纖維1、天然纖維:棉花、羊毛、蠶絲、麻等。2、化學(xué)纖維:天然或合成高分子化合物經(jīng)化學(xué)加工制得的纖維。a)再生纖維再生纖維素纖維:粘膠纖維(粘膠法)、銅氨纖維(溶劑法)。纖維素酯纖維:醋酯纖維、三醋酯纖維。b)合成纖維聚酯纖維(滌綸)聚酰胺纖維(錦綸、尼龍)聚丙烯腈纖維(腈綸)聚烯烴纖維(丙綸、乙綸)聚乙烯醇纖維(維尼綸、維綸)聚氯乙烯纖維(氯綸)其它:聚氨酯纖維、芳香族聚酰胺纖維、含氟纖維、碳纖維三、化學(xué)纖維的分類化纖工藝學(xué)一、線密度(纖度)
4、單位名稱為特(克斯),單位符號(hào)為tex,其1/10稱分特(克斯),單位符號(hào)為dtex1000m長(zhǎng)纖維重量的克數(shù)即為該纖維的特?cái)?shù)。單纖越細(xì)——手感越柔軟,光澤柔和易變形加工。二.?dāng)嗔褟?qiáng)度常用相對(duì)強(qiáng)度表示化學(xué)纖維的斷裂強(qiáng)度。即纖維在連續(xù)增加負(fù)荷的作用下,直至斷裂所能承受的最大負(fù)荷與纖維的線密度之比。單位為N/tex,cN/tex,斷裂強(qiáng)度高,纖維在加工過(guò)程中不易斷頭,繞輥,最終制成的紗線和織物牢度也高。第二節(jié)化學(xué)纖維的主要質(zhì)量指標(biāo)化纖工藝學(xué)三、斷裂伸長(zhǎng)率式中:L0——纖維原長(zhǎng)L——纖維伸長(zhǎng)至斷裂的長(zhǎng)度Y大的纖維手感比較柔軟,在紡織加工時(shí),可以緩沖所受的力。毛絲
5、斷頭較少,但斷裂伸長(zhǎng)也不宜過(guò)大,否則織物易變形。化纖工藝學(xué)四、初始模量初始模量表征纖維對(duì)小變形的抵抗能力,以小形變時(shí)應(yīng)力和應(yīng)變的比值或拉伸曲線初始一段直線部分的斜率表示。在衣著上反映纖維對(duì)小的拉伸作用或彎曲作用所表現(xiàn)的硬挺度。纖維的初始模量越大,越不易變形,亦即在纖維制品的使用過(guò)程中形狀的改變?cè)叫?。后加工主要工序拉伸使斷裂?qiáng)度高,伸長(zhǎng)率降低,耐磨性,疲勞強(qiáng)度提高。熱定型消除纖維內(nèi)應(yīng)力,提高纖維的尺寸穩(wěn)定性。進(jìn)一步改善物理機(jī)械性能。化纖工藝學(xué)合成纖維的成型普遍采用高聚物的熔體或濃溶液進(jìn)行紡絲,前者稱為熔體紡絲法,后者稱為溶液紡絲法。一、紡絲熔體的制備兩種實(shí)施
6、方法:一種是直接紡絲;另一種是切片紡絲直接紡絲:工序少,生產(chǎn)流程短,節(jié)省投資,有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低成本,工藝控制復(fù)雜。切片紡絲:工序較多,但靈活性強(qiáng),產(chǎn)品質(zhì)量高切片紡絲中熔體的制備過(guò)程:第三節(jié)合成纖維生產(chǎn)方法概述化纖工藝學(xué)1、切片干燥聚合物切片在再熔融之前,必須先進(jìn)行干燥,主要目的:(1)除去高聚物中的水分,減少發(fā)生熱裂解、熱氧化裂解、水解等反應(yīng)的可能。(2)提高結(jié)晶度(軟化點(diǎn)),避免切片在輸送過(guò)程中因碎裂而產(chǎn)生粉末以及在螺桿擠出機(jī)中過(guò)早軟化粘結(jié)造成“環(huán)結(jié)阻料”現(xiàn)象。2、切片熔融化纖工藝學(xué)二、紡絲溶液的制備溶液紡絲法紡絲液的制備也有兩種方法:一是直接
7、利用聚合后得到的聚合物溶液作為紡絲原液,稱為一步法;二是將聚合物溶液先制成顆粒狀或粉末狀的成纖聚合物,然后再溶解,以獲得紡絲液,稱為二步法。采用二步法時(shí),聚合物先溶解,所得溶液經(jīng)過(guò):混合、過(guò)濾、脫泡等紡前準(zhǔn)備工序?;w工藝學(xué)化纖工藝學(xué)三、化學(xué)纖維的紡絲成型化學(xué)纖維的紡絲方法主要有熔體紡絲、濕法紡絲和干法紡絲,著重介紹這三種常用方法。1、熔體紡絲熔體從紡絲箱體的各紡絲部位紡絲泵紡絲組件(過(guò)濾)噴絲板壓出(形成細(xì)流)紡絲甬道(冷卻成型)卷繞化纖工藝學(xué)化纖工藝學(xué)熔體紡絲的紡絲速度比濕法紡絲高得多,目前一般紡速為1000-2000m/min,高速紡絲可達(dá)3000-
8、6000m/min或更高。為加速冷卻固化過(guò)程,一般在熔體細(xì)流離開(kāi)噴